【菜科解读】

哈佛大学的研究人员提出了一种廉价且简单的取代地球化的方法。

图解:火星地面的故障层。

所需要的只是一层薄薄的凝胶。

图源:NASA/JPL-CALTECH/ARIZONA大学

行星地球化是一种科幻小说的比喻，但实际上，使火星适合居住的工程解决方案可能更为普通。

在Nature Astronomy杂志上发表的一篇论文中，由美国哈佛大学的Robin Wordsworth领导的一小组研究人员证明，悬浮在地面上的相对较小的二氧化硅气凝胶足以将其下方的大气温度提高到足够的水平，将冰转化为永久性液态水。

半透明的气凝胶——厚度不超过2至3厘米——也可过滤掉有害的紫外线辐射，同时仍允许足够的可见光通过，使植物生命能够进行光合作用。

研究人员计算出，这种方法可以将屏障下的大气温度提高50摄氏度 - 足以使地表水高于冰点，使地球植物可以移植。

Wordsworth及其同事通过实验室实验和计算机建模相结合，获得了廉价而振奋人心的解决方案，使火星变得绿色、友好。

他们写道，这种方法非常适合本地的，孤立的部署，允许选定的区域进行殖民化和培育。

这一策略与现有的火星地球化改造建议形成鲜明对比，作者指出，所有地球化改造的建议，“大规模环境改造在可预见的未来将超出人类能力”。

气凝胶已经上市，并且改变其化学性质以与火星环境条件最佳匹配的技术是司空见惯的。

特定地点的方法——选择特定区域并单独更改它们——意味着可以建立可行的前哨基地，然后逐渐联系起来形成一个全行星矩阵。

研究人员指出，“将二氧化硅气凝胶屏蔽放置在火星表面足够富含冰的区域，可以让光合生命在那里生存，而后续干预最少。

”

他们写道，在相关技术和技术人员被运往火星之前，可以在地球上的极端环境中进行二氧化硅气凝胶培养方法的进一步测试。

然而，Wordsworth和他的同事们充满信心——以至于他们已经在考虑将气凝胶带到火星所带来的更广泛的问题。

他们写道：“由于火星有可能在近中期内适应光合生命，因此必须考虑重要的伦理和哲学问题。

”

“最明显的是，如果火星今天仍然拥有现存的生命，它的生存或探测可能会因地球微生物的存在而受到阻碍。

”

相关知识

气凝胶是一种衍生自凝胶的合成多孔超轻材料，其中凝胶的液体成分已被气体取代。

结果是具有极低的密度和低导热率的固体。

因为它的半透明性质和光散射在材料中的方式，绰号包括冷冻烟雾，固体烟雾，固体空气，固体云，蓝色烟雾。

摸起来感觉像易碎的发泡聚苯乙烯。

气凝胶可以由多种化合物制成。

图解: 一块重2.5千克的砖头由一块重2克的气凝胶支撑着

气凝胶最初由Samuel Stephens Kistler于1931年制造，因为他与Charles Learned打赌谁可以用气体取代“果冻”中的液体而不会导致收缩。

火星地球化是将火星改造成人类可居住的星球，也就是改造成类似地球的环境。

2003年8月在美国召开了“火星移民研究国际会议”，火星地球化提议在未来几个世纪中将火星改造成一个地球化星球，使之成为未来人类的第二个家园。

图解: 模拟的火星地球化过程

图解: 人类火星基地概念图，可以从剖视图中看到室内种植区。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine-风云飞杨

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火星未解之谜：地球人类真来自火星？

　　12月4日消息，火星被中国古代天文学家们称为"荧惑(fire star)",现今的科学家们被这颗红色的行星深深吸引着。

即使已经有几十个探测器已被送往火星，但我们对于那个世界仍有许多未知之处。

以下是一些有关于火星尚未解开的大奥秘。

　　 　　1. 为什么火星有两副面孔?　　科学家们几十年来一直对于火星两端的景观百思不得其解。

北半球较光滑和低平，这是在太阳系中最平坦、光滑的地方之一，可能是由曾经流过火星表面的水造成的。

　　而南半部火星表面是粗糙的并布满了陨石坑，而且海拔约比北部高2.5英里至5英里(4公里至8公里)。

最近的证据指出，火星北部和南部的两半之间的巨大差异是在很久以前一颗巨大陨石撞击火星造成的。

　　 　　2. 火星上的甲烷如何来的?　　不过还有一些产生甲烷的方法没有牵涉生命，例如火山活动。

　　欧洲太空总署的ExoMars探测船预计在2016年发射，目的是要研究火星的大气中的组成，以更了解这甲烷。

火星上160万条神秘条纹未解之谜

自从上个世纪70年代以来，人类向火星发射的探测器，就陆陆续续地在火星上发现了一种令人颇感神秘的暗色条纹，它们分布在火星表面的火山口、撞击坑边缘以及各种具有一定坡度的地形上。

这些条纹的宽度从几十米到上百米不等，长度通常可达几百米甚至上千米，其颜色特别深，与周围浅色尘土形成鲜明对比，它们通常从斜坡高处区域开始，然后顺着坡度向下延伸并逐渐分叉。

而在一段时间之后，一些条纹还会变浅甚至消失，与此同时，新的条纹又会出现，这使得它们看上去不像是火星表面的固定地质纹理，而更像某种持续发生的活跃现象。

在刚开始的时候，科学家曾经认为，这应该是火星表面涌出的液态水造成的冲刷痕迹，毕竟在那个时候，大家普遍乐观地认为，火星上可能会有生命，所以出现这样的现象也合情合理。

然而这个观点被否定了，因为后续的探测数据表明，以火星表面的温度和气压，就算是有液态水，它们也无法长期稳定地存在，根本就不可能形成规模如此巨大的冲刷痕迹。

如果不是水，那这些条纹又是怎么形成的呢？对此，一个曾被普遍认同的观点认为，其形成原因可能是陨石撞击产生的震动波“抖落”了斜坡上的尘埃颗粒，暴露出下方深色的基底物质。

然而随着观测数据的累积，越来越多这样的条纹被发现，迄今为止，其数量已经高达大约160万条，并且其中有很多都是“新鲜”的，其形成年龄通常在几年至几十年之间。

显而易见的是，在这么短的时间内，火星上不可能遭到如此密集的陨石撞击，退一步讲，如果真有这么多陨石撞击火星表面，那我们也应该观测得到。

所以这种观点也站不住脚了，就这样，火星上的这160万条神秘条纹，困扰科学家半个世纪。

好消息是，根据一项近日发表在《自然·通讯》上的新研究，关于这些条纹的形成机制，现在终于有了答案。

据了解，此次研究利用火星勘测轨道飞行器（MRO）在2006年至2024年间拍摄的海量数据，通过机器学习自动识别，对火星表面上的这种条纹进行了前所未有的详尽分析。

尽管这看上去很简单，但实际上却工作量巨大，耗费了大量的时间和算力，其最终的结果是：绝大多数新条纹的形成，都集中在火星上特定的季节，且发生在那些风速极高的区域。

所以此次研究给出的答案就是：火星上的这些神秘条纹，其实就是风造成的，它们本质上就是一种由细小尘埃层塌落造成的“干滑坡”现象。

研究人员表示，火星表面长期覆盖着一层相对较轻且明亮的尘埃颗粒，当季节性风速升高到能让这些尘粒松动和被重新搬运的水平时，尘层会在某些坡面上失去稳定，像一张被轻轻扯开的毯子一样沿坡滑落。

这样一来，就露出了其下方颜色更深、粒度更粗的基底物质，从而形成了明显变暗的条纹，在此之后，它们又会逐渐被火星大气中的明亮细尘重新覆盖，然后慢慢地变浅和消失。

那么问题就来了，既然答案是如此简单，那之前为什么没有发现呢？对此，研究人员给出的解释是，形成这些条纹的条件（例如特定的温度梯度和风切变），基本上都是出现在日出和日落时分，并且其过程通常只会持续几分钟，这使得探测器几乎不可能“现场抓到”条纹生成的过程，所以此前就只能在“某个时点之前不存在、后来突然出现”的观测结果中推测其成因。

而此次研究基于海量的探测数据和机器学习分析，首次对火星全球数百万条纹进行系统统计（包含了部分重复拍摄），并把它们的出现时间与当地季节性风速、尘埃活动进行逐点比对，确定了条纹出现的时段与强风触发尘层松动的季节高度吻合，才最终得到了正确的答案。